DE8631442U1

DE8631442U1 - Machine tool spindle and matching tool holder

Info

Publication number: DE8631442U1
Application number: DE8631442U
Authority: DE
Original assignee: Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breuning 7122 Besigheim De GmbH
Current assignee: Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breuning 7122 Besigheim De GmbH
Priority date: 1986-11-25
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1988-03-24
Also published as: JPS63139633A; GB2197808A; CH673972A5; FR2607047B1; GB2197808B; GB8727506D0; SE8704655D0; FR2607047A1; SE8704655L; SE466391B; US4772163A

Description

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Werkzeugmaachinenspindel und hierzu passende Werkzeughalter.Machine tool spindle and matching tool holder.

Die ErfindungThe invention

betrifft eine Werkzeugmaschinenspindel und hierzu passende Werkzeughalter, mit unterschiedlichen Schäften, die uechselujeise in den Spindelkopf einsetzbar sind, welche eine kegelstumpfförmige Aufnahmebohrung zur Aufnahme eines Steilkegelschaftes eines ersten Werkzeughalters, eine die Aufnahmebonrung umgebende Stirnfläche und im Bereich der kegelstumpf förmigen Aufnahmebohrung eine zylindrische Paßbohrung zur Aufnahme eines zylindrischen Paßansatzes am Schaft eines zujeiten Werkzeughalters aufujeist, der am einen Ende des Paßansatzes mit einem zu diesem konzentrischen Flansch und am anderen Ende des Paßansatzes mit einem bei Anlage des Flansches an der Stirnfläche mit Spiel in die kegelstumpf förmige Aufnahmebahrung eingreifenden Kegelstumpf versehen ist, wobei die Paßbohrung unmittelbar an die Stirnfläche angrenzt und ihr Durchmesser geringfügig größer ist als der theoretische Durchmesser der kegelstumpf förmigen Aufnahmebohrung in der Ebene der Stirnfläche, und wobei die axiale Länge der Paßbohrung nur etwa 10 - 15% des theoretischer Durchmessers beträgt.relates to a machine tool spindle and tool holders suitable for this, with different shafts that can be inserted into the spindle head in opposite directions, which have a truncated cone-shaped receiving bore for receiving a steep taper shaft of a first tool holder, a front surface surrounding the receiving bore and, in the area of the truncated cone-shaped receiving bore, a cylindrical fitting bore for receiving a cylindrical fitting projection on the shaft of a corresponding tool holder, which is provided at one end of the fitting projection with a flange concentric with it and at the other end of the fitting projection with a truncated cone that engages with play in the truncated cone-shaped receiving bore when the flange is in contact with the front surface, wherein the fitting bore is directly adjacent to the front surface and its diameter is slightly larger than the theoretical diameter of the truncated cone-shaped receiving bore in the plane of the front surface, and wherein the axial Length of the fitting bore is only about 10 - 15% of the theoretical diameter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige liJerkzeugmaschinenspindel und hierzu passende Werkzeughalter dahingehend zu verbessern, daß bei Einsatz eines Werkzeughalters mit zylindrischem Ansatz eine besonders stabile Verbindung mit hoher Zentriergenauigkeit zwischen Spindelkopf und Werkzeug vorhanden ist, wobei der Verschleiß im Bereich der Zentrierdurchmesser auf ein Minimum reduziert ist.The invention is based on the object of improving such a machine tool spindle and the tool holder suitable therefor so that when using a tool holder with a cylindrical attachment, a particularly stable connection with high centering accuracy is provided between the spindle head and the tool, whereby wear in the area of the centering diameter is reduced to a minimum.

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OiB9 wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß am Spindelkopf eine an dem kleinsten Durchmesser der kegelstumpf förmigen Aufnahmsbohrung anschließende zweite zylindrische PaBbohrung vorgesehen ist und daß an dem zweiten Werkzeughalter anschließend an den kleinsten Durchmesser des Kegelstumpfes ein zweiter zylindrischer Paßansatz angeordnet ist, der in die zweite Paßbohrung paßt.OiB9 is achieved according to the invention in that a second cylindrical fitting bore is provided on the spindle head, adjoining the smallest diameter of the truncated cone-shaped receiving bore, and in that a second cylindrical fitting projection is arranged on the second tool holder, adjoining the smallest diameter of the truncated cone, which fits into the second fitting bore.

Durch diese Ausgestaltung wird der Werkzeughalter mehrfachThis design allows the tool holder to be used multiple

1D an der Spindel abgestützt. Es erfolgt eine Abstützung nicht nur über die beiden in größerem axialen Abstand voneinander vorgesehenen Paßansätze, sondern zusätzlich auch noch durch Anlage des Flansches an der Stirnfläche der Spindel. Quer zur Spindelachse wirkende Querkräfte werden durch die beiden PaßansMtze optimal vom Werkzeughalter auf die Spindel und umgekehrt übertragen. Dies ist besonders bei schweren, kopflastigen Werkzeugen von Vorteil. Außerdem wird beim Einsetzen des Werkzeughalters in die Aufnahme des Spindelkopfes eine Vorzentrierung beider Teile erreicht, wenn der zweite zylindrische Paßansatz in die zweite Paßbohrung gerade eingreift. Dies ist wiederum bei schweren, kopflastigen Werkzeugen von besonderer Bedeutung, weil diesi sich dann rascher vollautomatisch einsetzen lassen, wobei der Verschleiß im Bereich der Zentrierdurchmesser auf ein Minimum reduziert wird.1D supported on the spindle. Support is provided not only by the two fitting lugs provided at a greater axial distance from each other, but also by the flange resting on the face of the spindle. Transverse forces acting transversely to the spindle axis are optimally transferred from the tool holder to the spindle and vice versa by the two fitting lugs. This is particularly advantageous for heavy, top-heavy tools. In addition, when inserting the tool holder into the spindle head holder, both parts are pre-centered if the second cylindrical fitting lug just engages in the second fitting hole. This is particularly important for heavy, top-heavy tools because they can then be inserted more quickly and fully automatically, with wear in the area of the centering diameter being reduced to a minimum.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß am freien, spindelseitigen Ende des Werkzeughalters ein zu seiner Achse konzentrischer Ringuulst vorgesehen ist, dessen Durchmesser um wenige hundertstel mm kleiner ist als der Durchmesser des zweiten Paßansatzes und daß zwischen dem Ringwulst und dem Paßansatz ein kegelstumpf förmiges Übergangsteil vorgesehen ist, dessen größterA particularly useful embodiment of the invention consists in that an annular collar concentric to its axis is provided on the free spindle-side end of the tool holder, the diameter of which is a few hundredths of a mm smaller than the diameter of the second fitting projection, and that a truncated cone-shaped transition part is provided between the annular collar and the fitting projection, the largest

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Durchmesser unmittelbar an den zweiten Paßansatz angrenzt und dsm Durchmesser desselben entspricht.Diameter immediately adjacent to the second fitting projection and dsm diameter corresponds to the same.

Beim Einsetzen des Werkzeughalters in den Spindelkopf gelangt der erwähnte Ringwulst als erstes in die zweite Paßbohrung. Da er im Durchmesser geringfügig kleiner ist als die Paßbohrung und außerdem auch noch eine Abrundung aufweist, läßt er sich verhältnismäßig leicht in die Paßhohrung einführen, wobei bereits eine üorzsntrierung zwischen dem Schaft des Werkzeughalters und dem Spindelkopf erfolgt. Wird der Schaft des Werkzeughalters dann noch weiter in den Spindelkopf eingeschoben, so übernimmt das kegelstumpfförmige Übergangsteil die weitere Führung bis der zweite zylindrische Paßansatz in die zweite Paßbohrung gleitet. Hierdurch wird der Verschleiß auf ein Minimum reduziert. Außerdem kann das Spiel zwischen der zweiten Paßbohrung und dem zweiten Paßansatz sehr klein, in der Größenordnung von etwa 0,002 - O₁OOi+ mm gehalten werden, was zur Verbesserung der Zentriergenauigkeit beiträgt. When the tool holder is inserted into the spindle head, the annular bead mentioned is the first to enter the second fitting bore. Since its diameter is slightly smaller than the fitting bore and it is also rounded, it can be introduced into the fitting bore relatively easily, whereby a pre-centering already takes place between the shaft of the tool holder and the spindle head. If the shaft of the tool holder is then pushed further into the spindle head, the truncated cone-shaped transition part takes over the further guidance until the second cylindrical fitting shoulder slides into the second fitting bore. This reduces wear to a minimum. In addition, the play between the second fitting bore and the second fitting shoulder can be kept very small, in the order of about 0.002 - 0 ₁ 00i+ mm, which helps to improve the centering accuracy.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the remaining subclaims.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand von in der Zeichnung dargestellten, Ausführungsbeispielen näher erläutert, Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to embodiments shown in the drawing, They show:

Figur 1 ein erstes ftusführungsbeispiel, teilweise im Längsschnitt,Figure 1 shows a first embodiment, partly in longitudinal section,

Figur 1a Einzelheiten der Stelle a der Figur 1 in vergrößertem Maßstab,
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, teilweise imFigure 1a Details of point a of Figure 1 on an enlarged scale,
Figure 2 shows a second embodiment, partly in

Längsschnitt,Longitudinal section,

Figur 3 einen Teilschnitt nach der Linie III-III der Figur 2.Figure 3 shows a partial section along the line III-III of Figure 2.

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Die Werkzeugmaschinenspindel 1 ist drehbar im Spindelstock 2 gelagert. An ihrem Spindelkopf 1a ujeist die UJerkzeugmaschinenspindel 1 eine kegelstumpffärmige Aufnahmebahrung auf, dia entsprechend DIN 2079 bzw. der entsprechendenThe machine tool spindle 1 is rotatably mounted in the headstock 2. On its spindle head 1a, the machine tool spindle 1 has a truncated cone-shaped mounting bore, which corresponds to DIN 2079 or the corresponding ISO-Norm ausgebildet ist. Die Aufnahmebohrung 3 ist von einer ebenen, senkrecht zur Spindelachse A verlaufenden, ringförmigen Stirnfläche k umgeben. In einer zentralen Bohrung der Spindel 1 ist ferner eins Spannstange 5 axial verschiebbar gelagert, die an ihrem vorderen Ende im BeISO standard. The receiving bore 3 is surrounded by a flat, annular front surface k running perpendicular to the spindle axis A. In a central bore of the spindle 1, a clamping rod 5 is also axially displaceably mounted, which at its front end in the reich der kegelstumpfförmigen Aufnahmebohrung 3 einearea of the truncated cone-shaped receiving bore 3 a Spannzange 6 trägt und entgegen der Kraft von nicht dargestellten Tellerfedern zum Spindelkopf 1a hin axial verschiebbar ist (Figur 2).Collet 6 and is axially displaceable towards the spindle head 1a against the force of disc springs (not shown) (Figure 2).

Wie es in Figur 1 dargestellt ist, könnte die Spannstange 5a anstelle der Spannzange 6 auch ein Gewinde 7 aufweisen und drehbar in der Spindel 1 gelagert sein.As shown in Figure 1, the clamping rod 5a could also have a thread 7 instead of the collet 6 and be rotatably mounted in the spindle 1.

Unmittelbar angrenzend an die Stirnfläche Ua weist derImmediately adjacent to the front surface Ua, the Spindelkopf 1a im Bereich der Aufnahmebohrung 3 eineSpindle head 1a in the area of the mounting hole 3 a

zylindrische PaBbohrung 8 auf. Der Durchmesser D dieser PaBbohrung ist nur geringfügig um etwa 1 mm größer ale der theoretische Durchmesser d1, den die kegelstumpfförmige Aufnahmebohrung 3 in der Ebene der Stirnfläche U cylindrical bore 8. The diameter D of this bore is only slightly larger by about 1 mm than the theoretical diameter d1 which the truncated cone-shaped receiving bore 3 has in the plane of the front face U. haben würde. Dieser theoretische Durchmesser d1 ist in der DIN 2079 festgelegt und beträgt beispielsweise für Spindelkopfgröße Nr. 50 / 69,95 mm. Einzelheiten bezüglich dieses theoretischen Durchmessers d1 und des Durchmessers D der Paßbohrung &thgr; sind in Figur 1a dargestellt. Die Paßbohwould have. This theoretical diameter d1 is defined in DIN 2079 and is, for example, for spindle head size no. 50 / 69.95 mm. Details regarding this theoretical diameter d1 and the diameter D of the fitting bore &thetas; are shown in Figure 1a. The fitting bore rung &thgr; ist in axialer Richtung verhältnismäßig kurz ausge bildet, wobei ihre axiale Länge L, gemessen von der Stirnfläche U aus, etwa 10 - 15%, vo_;- ;;ugsweise etwa 12%, des theoretischen Durchmessers d1 getragen sollte. Der Durchmesser D der Paßbohrung ß wird mit einer Toleranz vonThe bore θ is relatively short in the axial direction, whereby its axial length L, measured from the front surface U , _should bear about 10 - 15%, preferably about 12%, of the theoretical diameter d1. The diameter D of the fitting bore ß is measured with a tolerance of + 0,002 bis +0,005 mm gefertigt.+ 0.002 to +0.005 mm.

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In der Werkzeugmaschinenspindel 1 ist ein erster Werkzeughalter, der an seinem freien Ende ein nicht dargestelltes beliebiges Werkzeug, beispielsweise einen Bohrkopf, ein Ausdrehwerkzeug, einen Fräser, eine Reibahle oder dgl. tragen kann, mit seinem Steilkegelschaft, der entsprechend DIIM 2080 bzw. 69871 ausgebildet ist, in die kegelstumpfförmige Aufnahmebohrung einsetzbar.In the machine tool spindle 1, a first tool holder, which can carry any tool (not shown) at its free end, for example a drill head, a boring tool, a milling cutter, a reamer or the like, can be inserted into the truncated cone-shaped receiving bore with its steep taper shank, which is designed in accordance with DIIM 2080 or 69871.

In Figur 1 ist ein zweiter Werkzeughalter 13 dargestellt, an dessen freien Ende 13a wiederum ein nicht dargestelltes Werkzeug angeordnet ist. Der Werkzeughalter 13 weist ferner einen Flansch 13b auf. Der Werkzeughalter 13 weist unmittelbar angrenzend an den Flansch 13b einen zylindrischenIn Figure 1, a second tool holder 13 is shown, on the free end 13a of which a tool (not shown) is arranged. The tool holder 13 also has a flange 13b. The tool holder 13 has a cylindrical

Paßansatz 15 auf, der mit möglichst geringen radialenFitting shoulder 15, which has the smallest possible radial

Toleranzen in die PaBbohrung 8 passen soll. Der Durchmesser des Paßansatzes 15 ujird mit einer Toleranz von etwa - 0,003 mm gefertigt. Die axiale Länge des Paßansatzes 15, gemessen von der Ringfläche 13c des Flansches 13b aus, isttolerances into the fitting bore 8. The diameter of the fitting shoulder 15 is manufactured with a tolerance of approximately - 0.003 mm. The axial length of the fitting shoulder 15, measured from the ring surface 13c of the flange 13b, is geringfügig um etwa 0,5 mm kürzer als die axiale Länge der Paßbohrung &THgr;, so daß sichergestellt ist, daß der Werkzeughalter 13 stets mit seiner Ringfläche 13c satt an der Stirnfläche h des Spindelkopfes 1a anliegt, ohne daß der Paßansatz 15 am Grund der Paßbohrung 8 aufsitzt.slightly by about 0.5 mm shorter than the axial length of the fitting bore &THgr;, so that it is ensured that the tool holder 13 always rests with its annular surface 13c snugly against the front surface h of the spindle head 1a, without the fitting projection 15 sitting on the bottom of the fitting bore 8.

An den Paßansatz 15 schließt sich ein Kegelstumpf 16 an, der Jedoch so bemessen ist, daß zwischen der Mantelfläche des Kegelstumpfes 16 und der kegelstumpfförmigen Aufnahmebohrung 3 etwas Spiel vorhanden ist, wenn die RingflächeThe fitting projection 15 is followed by a truncated cone 16, which is dimensioned such that there is some play between the outer surface of the truncated cone 16 and the truncated cone-shaped receiving bore 3 when the ring surface

SC 13c an der Stirnfläche *&diams; anliegt. Am freien Ende 16a des Kegelstumpfes kann wiederum, ähnlich wie in Figur k, ein mit einer Spannzange zusammenwirkender Anzugsbolzen vorgesehen sein, oder aber, wie es in Figur 1 dargestellt ist, ein Innengewinde 17, in welches die Spannstange 5a mitSC 13c rests against the front surface *&diams;. At the free end 16a of the truncated cone, a tightening bolt can be provided which works together with a collet, similar to Figure k , or, as shown in Figure 1, an internal thread 17, into which the clamping rod 5a with ihrem Außengewinde 7 einschraubbar ist. In diesem Fallits external thread 7. In this case

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ist die Spannstange 5a nur drehbar, jedoch nicht axial verschiebbar in der Spindel 1 gelagert, und der Werkzeughalter 13 wird unter Wirkung der ineinandergreifenden Gewinde 7, 17 in den Spindelkopf 1a eingezogen. Dabei iuird der Werkzeughalter 13 mittels des in die PaBbohrung B eingreifenden Paßansatzes 15 gegenüber der Spindel 1 genau zentriert. Außerdem wird der Flansch 13b mit seiner Ringfläche 13 an die Stirnfläche k angepreßt. Da der Kegelstumpf 16 mit Spiel in die Aufnahmebohrung 3 eingreift, erfolgt die Anpressung der Ringfläche 13c an die Stirnfläche 4 mit der vollen Spannkraft der Spannstange 5a bzw. der Gewinde 7, 17. Querkräfte, die auf den Werkzeughalter 13 einwirken, werden in unmittelbarer Nachbarschaft der Stirnfläche k über den Paßansatz 15 und die Paßbohrung 8 auf die Spindel übertragen. Zur Übertragung des Drehmomentes können ferner am Spindelkopf 1a die üblichen Mitnehmersteine gemäß UlN 2G79 angeordnet sein, die in zwei diametral gegenüberliege d angeordnete Mitnehmernuten 1B im Flansch 13b eingreifen.the clamping rod 5a is only rotatably mounted in the spindle 1, but not axially displaceably, and the tool holder 13 is drawn into the spindle head 1a by the action of the intermeshing threads 7, 17. The tool holder 13 is precisely centered relative to the spindle 1 by means of the fitting shoulder 15 engaging in the fitting bore B. In addition, the flange 13b is pressed with its annular surface 13 against the end face k . Since the truncated cone 16 engages with play in the receiving bore 3, the annular surface 13c is pressed against the end face 4 with the full clamping force of the clamping rod 5a or the threads 7, 17. Transverse forces acting on the tool holder 13 are transmitted to the spindle in the immediate vicinity of the end face k via the fitting shoulder 15 and the fitting bore 8. In order to transmit the torque, the usual driving keys according to UlN 2G79 can also be arranged on the spindle head 1a, which engage in two diametrically opposite driving grooves 1B in the flange 13b.

Bei der Einführung des Werkzeughalters 13 in den Spindelkopf 1 dient zunächst der Kegelstumpf 16 als Grobführung. Der in die kegelstumpfförmige Aufnahmebohrung 3 eingreifende Kegelstumpf 16 bewirkt eine Uorzentrierung des Werkzeughalters. Da jedoch zwischen dem zylindrischen Paßansatz 15 und dem größten Durchmesser des Kegelstumpfes 16 eine Stufe vorhanden ist, ist es zweckmäßig, zwischen der Stirnfläche 6 und der zylindrischen Paßbohrung B eine Fase 19 vorzusehen, die beispielsweise unter ^5° gegenüber der Spindelachse A verlaufen kann. Die radiale Ausdehnung dieeer Fase muß mindestens so groß sein wie der halbe Durchmesserunterschied zwischen dem Paßansatz 15 und dem größten Durchmesser des Kegelstumpfes 16 im Bereich des Paßansatzes 15. Die Fase 19 hat eine Zentrieruirkung aufWhen the tool holder 13 is inserted into the spindle head 1, the truncated cone 16 initially serves as a rough guide. The truncated cone 16 engaging in the truncated cone-shaped receiving bore 3 causes the tool holder to be centered. However, since there is a step between the cylindrical fitting shoulder 15 and the largest diameter of the truncated cone 16, it is advisable to provide a chamfer 19 between the front face 6 and the cylindrical fitting bore B, which can, for example, run at 5° relative to the spindle axis A. The radial extent of this chamfer must be at least as large as half the difference in diameter between the fitting shoulder 15 and the largest diameter of the truncated cone 16 in the area of the fitting shoulder 15. The chamfer 19 has a centering effect on

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den Paßansatz 15 und erleichtert dessen Einführung in die Paßbohrung 8. Anstelle der Fssa 19 am Spindelkopf 1a könnte eine entsprechend große Fase auch am Übergang zwischen Paßansatz 15 und Kegelstumpf 16 vorgesehen sein. Es wäre auch denkbar, eine Fase 19 sowohl am Spindelkopf als auch eine Fase am zylindrischen Paßansatz 15 v/orzusehen, uiobei dann die radialen Ausdehnungen beider Fasen zusammen etwas größer sein müßten als der halbe Durchmesserunterschied zwischen dem Paßansatz 15 und dem größten Durchmesser desthe fitting shoulder 15 and facilitates its introduction into the fitting bore 8. Instead of the chamfer 19 on the spindle head 1a, a correspondingly large chamfer could also be provided at the transition between the fitting shoulder 15 and the truncated cone 16. It would also be conceivable to provide a chamfer 19 on both the spindle head and a chamfer on the cylindrical fitting shoulder 15, in which case the radial dimensions of both chamfers together would have to be somewhat larger than half the diameter difference between the fitting shoulder 15 and the largest diameter of the

Kegelstumpfes 16.truncated cone 16.

Der Spindelkopf 1a weist ferner eine an den kleinsten Durch messer der kegelstumpfförmigen Aufnahmebohrung 3 angrenzende zylindrische Paßbohrung 40 auf. Der zweite UJerkzeughalter 13 ist ferner anschließend an den kleinsten Durchmesser des Kegelstumpfes 16 mit einem zweiten zylindrischen Paßansatz U1 versehen, der in die zweite Paßbohrung UO paßt. Ferner ist am freien, spindelseitigen Ende des Werkzeughalters 13 ein zu seiner Achse A konzentrischer Ringwulst if2 vorgesehen, dessen Durchmesser um einige bundRrtstel Millimeter, nämlich um etwa 0,02 - 0,05 mm, kleiner ist als der Durchmesser des zweiten Paßansatzes h1. Zwischen dem Ringwulst U2 und dem Paßansatz k1 ist ein kegelstumpf förmiges Übergangsteil U3 vorgesehen, dessen größter Durchmesser unmittelbar an den zweiten PaBansatz U1 angrenzt und dem Durchmesser desselben entspricht. Beim Einsetzer, des Werkzeughalters 13 in den Spindelkopf 1a gelangt runächst der Ringwulst UZ in die Paßbohrung UQ. Da er um einige hundertstel Millimeter kleiner ist als die Pafibohrung und außerdem an seiner Stirnseite abgerundet ist, kann er leicht in die Paßbohrung UQ eintreten. Hierdurch erfolgt eine Vorzentrierung zwischen dem Werkzeughalter 13 und dem Spindelkopf 1a. Beim weiteren Einschie-The spindle head 1a also has a cylindrical fitting bore 40 adjacent to the smallest diameter of the truncated cone-shaped receiving bore 3. The second tool holder 13 is also provided with a second cylindrical fitting projection U1 adjacent to the smallest diameter of the truncated cone 16, which fits into the second fitting bore U0 . Furthermore, an annular bead if2 concentric with its axis A is provided on the free, spindle-side end of the tool holder 13, the diameter of which is a few thousandths of a millimeter, namely about 0.02 - 0.05 mm, smaller than the diameter of the second fitting projection h1 . Between the annular bead U2 and the fitting projection k1 there is provided a truncated cone-shaped transition part U3 , the largest diameter of which directly adjoins the second fitting projection U1 and corresponds to the diameter of the latter. When the tool holder 13 is inserted into the spindle head 1a, the annular bead UZ first enters the fitting bore UQ. Since it is a few hundredths of a millimeter smaller than the fitting bore and is also rounded on its front side, it can easily enter the fitting bore UQ . This results in pre-centering between the tool holder 13 and the spindle head 1a. When further inserted,

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ben dee Werkzeughalters in den Spindelkopf 1a übernimmt das kegelstumpfförmige Übergangsteil U3 die weitere Zentrierung bis der PaBansatz U1 übergangslos in die Paßbohrung i*0 eintritt. Dank dieser Ausgestaltung ist es möglich, das Spiel zwischen Paßansatz U1 und Paßbohrung ^O auf 0,002 - 0,00*4 mm zu begrenzen. Eb wird hierdurch eine hohe Zentriergenauigkeit erreicht. Trotz des geringen Spiels können dank der beschriebenen Ausgestaltung auch schwere, kopflastige werkzeuge scfintiii und prubiEifilüä unter &pgr;&Egr;&Ggr;&Xgr;&ugr;-setzung des Verschleißes auf ein Minimum eingesetzt werden .When the tool holder is inserted into the spindle head 1a, the truncated cone-shaped transition part U3 takes over the further centering until the fitting shoulder U 1 enters the fitting bore i*0 without a transition. Thanks to this design, it is possible to limit the play between the fitting shoulder U 1 and the fitting bore ^O to 0.002 - 0.00*4 mm. This achieves a high level of centering accuracy. Despite the small play, thanks to the described design, even heavy, top-heavy tools scfintiii and prubiEifilüä can be used while keeping wear to a minimum.

Die Kraft der auf die Spannstange 5 wirkenden Tellerfedern ist bei bereits vorhandenen LJerkze-igmaschinen festgelegt und auch aus räumlichen Gründen nicht beliebig vergrößerbar. Aus diesem Grund und vor allen Dingen, um d\e Uiederholungsgenauigkeit bei mehrfachem Werkzeugwechsel zu steigern, d.h. die UEchseltoleranz möglichst gering zu halten, ist die in Figur 2 dargestellte Spanneinrichtung zweckmäßigerueise vorgesehen. Bei dieser Spanneinrichtung ist im Kegelstumpf 16 ein zylindrisches Spannstück 20 in einer als Führung dienenden Querbohrung 21 radial verschiebbar. Das Spannstück 20 weist an seinem äußeren Ende einen Kegelstumpf 20a oder eine schräg zur Spindelachse A verlaufende Schrägfläche auf. Das Spannstück 20 weist ferner einen Längsschlitz 22 auf, welcher in einer schräg zur Spindelachse A verlaufenden Keilfläche 23 endet. In einer Axialbohrung ZU des Kegelstumpfes 16 ist ein Keil 25 axial verschiebbar. Der Keil 25 stützt sich mit seinem Rücken 25a in der Axialbohrung 2h ab. Der Keil 25 ist mit dem Anzugsbolzen 26 fest verbunden. Eine Druckfeder 27 drückt auf einen zwischen dem Anzugsbolzen 26 und dem Keil 25 vorgesehenen zylindrischen Bund 28 und versucht damit den Keil in Richtung zum PaBansatz 15 zu drücken. Ferner weist der Keil 25 ein Langloch 29 auf, welches parallel zur Keil-The force of the disc springs acting on the clamping rod 5 is fixed in existing tool machines and cannot be increased at will for reasons of space. For this reason and above all in order to increase the repeatability when tools are changed multiple times, i.e. to keep the changeover tolerance as low as possible, the clamping device shown in Figure 2 is expediently provided. In this clamping device, a cylindrical clamping piece 20 can be moved radially in a transverse bore 21 serving as a guide in the truncated cone 16. The clamping piece 20 has a truncated cone 20a or an inclined surface running obliquely to the spindle axis A at its outer end. The clamping piece 20 also has a longitudinal slot 22 which ends in a wedge surface 23 running obliquely to the spindle axis A. A wedge 25 can be moved axially in an axial bore ZU in the truncated cone 16. The wedge 25 rests with its back 25a in the axial bore 2h . The wedge 25 is firmly connected to the pull bolt 26. A compression spring 27 presses on a cylindrical collar 28 provided between the pull bolt 26 and the wedge 25 and thus tries to press the wedge in the direction of the PaB approach 15. The wedge 25 also has an elongated hole 29 which is parallel to the wedge

fläche 25b v/erläuft. In dieses Langloch 29 greift ein im Spannstück 20 befestigter Querstift 30 mit Spiel ein. Im Spindelkopf 1a ist radial eine Schraube 31 eingeschraubt, welche eine kegelstumpfförmige Vertiefung 32 aufweist.surface 25b. A cross pin 30 secured in the clamping piece 20 engages with play in this slot 29. A screw 31 is screwed radially into the spindle head 1a, which has a truncated cone-shaped recess 32.

Die Spitzenwinkel dieser kegelstumpfförmigen Vertiefung und des kegelstumpfförmigen Endes 2(Ja des Spannstückes 20 sind gleich groß. Die Achse A1 des Spannstückes 20 ist von der Ringfläche 13c in einem Abstand al angeordnet, der etwas kleiner ist als der Abstand a2 der Achse Az der Schraube 31 won der Stirnfläche <&diams;. Die Ausgestaltung des in Figur 2 dargestellten Werkzeughalters 13' bezüglich des Flansches 13b, des Paßansatzes 15 und des Kegelstumpfes 16, sowie weiterer Teile, entspricht dem in Figur 1 dargestellten AusführungsbeiBpiel, weshalb für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden und obige Beschreibung sinngemäß anzuwenden ist.The apex angles of this truncated cone-shaped recess and of the truncated cone-shaped end 2(Ja of the clamping piece 20 are of the same size. The axis A1 of the clamping piece 20 is arranged at a distance a1 from the annular surface 13c which is slightly smaller than the distance a2 of the axis Az of the screw 31 from the end face <&diams;. The design of the tool holder 13' shown in Figure 2 with regard to the flange 13b, the fitting projection 15 and the truncated cone 16, as well as other parts, corresponds to the embodiment shown in Figure 1, which is why the same reference numerals have been used for corresponding parts and the above description is to be applied accordingly.

Solange der Werkzeughalter 13' nicht in der Spindel 1 festgespannt ist, wird der Keil 25 unter Wirkung der Feder 27 nach vorn in Richtung auf den Paßansatz 15 gedrückt. Über das Langloch 29 und den Querstift 30 wird das Spannstück 20 dabei mit seinem kegelstumpfförmigen Ende 20a innerhalb des Kegelstumpfes 16 gehalten. Wenn der Anzugsbolzen 26 von der Spannzange 6 erfaßt und durch diese in Richtung B gezogen wird, dann bewegt sich der Keil 25 ebenfalls in Richtung B, wobei seine Keilfläche 25b an der Keilfläche 23 des Spannstückes 20 entlanggleitet und dieses radial nach außen schiebt. Hierbei legt sich das kegelstumpfförmige Ende 20a an die kegelstumpfförmige Vertiefung 32 an. Durch den axialen Versatz der Achsen A1 und A2 wird die Ringfläche 13c an die Stirnfläche k angepreßt. Die Keilflächen 23 und 25b bzw. die Flächen der Kegelstümpfe 20a und 32 bewirken dabei eine Verstärkung der durch die auf die SpannstangeAs long as the tool holder 13' is not clamped in the spindle 1, the wedge 25 is pressed forwards towards the fitting projection 15 under the action of the spring 27. The clamping piece 20 is held with its truncated cone-shaped end 20a within the truncated cone 16 via the elongated hole 29 and the cross pin 30. When the pull bolt 26 is gripped by the collet 6 and pulled by it in the direction B, the wedge 25 also moves in the direction B, with its wedge surface 25b sliding along the wedge surface 23 of the clamping piece 20 and pushing it radially outwards. The truncated cone-shaped end 20a rests against the truncated cone-shaped recess 32. The axial offset of the axes A1 and A2 presses the ring surface 13c against the end face k . The wedge surfaces 23 and 25b or the surfaces of the truncated cones 20a and 32 thereby reinforce the force exerted on the tension rod.

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wirkenden Tellerfedern erzeugten Spannkraft. Durch die An lage des kegelstumpfförmigen Endes 20a an der kegelstumpf- förmigen Vertiefung 32 ergibt sich eine Reaktionskraft R in radialer Richtung, die den Paßansatz 15 an einer der Schrau- be 31 diametral gegenüberliegenden Stelle immer in der
gleichen Richtung an die Paßbohrung B anpreßt. Hierdurch wird die gewünschte große Wiederholgenauigkeit mit geringen Einwechseltoleranzen erreicht. Das Spannstück 20 ist in Figur 2 lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit in einigem Abstand von dem Paßansatz 15 dargestellt worden. Es sollte jedoch in größtmöglicher Nähe zum Paßansatz 15 angeordnet sein, um eventuelle Kippkräfte, die durch das einseitige radiale Ausfahren des Spannstückes 20 entstehen könnten, zu vermeiden. Bringt man das Spannstück 20 näher an den Paßansatz 15 heran, so kann auch die axiale Länge des Kegelstumpfes 16 verkürzt werden.The contact of the truncated cone-shaped end 20a with the truncated cone -shaped recess 32 results in a reaction force R in the radial direction, which always keeps the fitting projection 15 in the
same direction against the fitting bore B. This achieves the desired high repeatability with low changeover tolerances. The clamping piece 20 is shown in Figure 2 at some distance from the fitting shoulder 15 merely for reasons of clarity. However, it should be arranged as close as possible to the fitting shoulder 15 in order to avoid any tilting forces that could arise from the one-sided radial extension of the clamping piece 20. If the clamping piece 20 is brought closer to the fitting shoulder 15, the axial length of the truncated cone 16 can also be shortened.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Querbohrung 21 ein Spannstück 20 verschiebbar gelagert. Gegebenenfalls wäre es auch denkbar, zwei entgegengesetzt bewegliche Spannstücke vorzusehen, die durch
entgegengesetzt gerichtete Keilflächen gegenläufig radial nach außen bewegt werden. In diesem Fall müßten dann an
der Spindel entsprechende Gegenflächen für das zweiteIn the embodiment shown in Figure 2, a clamping piece 20 is slidably mounted in the transverse bore 21. If necessary, it would also be conceivable to provide two clamping pieces that can move in opposite directions, which are
oppositely directed wedge surfaces are moved radially outwards in opposite directions. In this case,
the spindle corresponding counter surfaces for the second

Spannstück vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer zweiten, der Schraube 31 diametral gegenüberliegenden
zweiten Schraube. Ebenso ist es möglich, andere Ausgestaltungen der Spannstücke in Kombination mit der speziellen Ausgestaltung des spindelseitigen Endes des üJerkzeughalters bzw. des inneren Endes der Aufnahmebohrung zu verwenden .A clamping piece may be provided, for example in the form of a second clamping piece diametrically opposite the screw 31.
second screw. It is also possible to use other designs of the clamping pieces in combination with the special design of the spindle-side end of the tool holder or the inner end of the mounting bore.

Claims

Expectations

1. Werkzeugmaschinenspindel und hierzu passende Werkzeughalter, mit unterschiedlichen Schäften, die wechselweise in den Spindelkopf einsetzbar sind, welcher eine kegelstumpf förmige Aufnahmebohrung zur Aufnahme eines Steil-1. Machine tool spindle and matching tool holder, with different shafts that can be alternately inserted into the spindle head, which has a truncated cone-shaped mounting hole for receiving a steep kegelschaftes eines ersten Werkzeughalters, eine die Aufnahmebohrung umgebende Stirnflache und im Bereich der kegelstumpfförmigen Aufnahmebohrung eine zylindrische Paßbohrung zur Aufnahme eines zylindrischen Paßansatzes am Schaft eines zweiten Werkzeughalters aufweist,tapered shank of a first tool holder, a front surface surrounding the receiving bore and in the area of the truncated cone-shaped receiving bore a cylindrical fitting bore for receiving a cylindrical fitting projection on the shank of a second tool holder, der am einen Ende des Paßansatzes mit einem zu diesem konzentrischen Flansch und am anderen Ende des Paßansatzes mit einem bei Anlage des Flanscnes an der Stirnfläche mit Spiel in die kegelstumpfförmige Aufnahmebohrung eingreifenden Kegelstumpf versehen ist, wobei diewhich is provided at one end of the fitting projection with a flange concentric to this and at the other end of the fitting projection with a truncated cone which, when the flange is in contact with the front surface, engages with play in the truncated cone-shaped receiving bore, whereby the Paßbohrung "nmittelbar an die Stirnfläche angrenzt und ihr DurcnMesser geringfügig größer ist als der theoretische Durchmesser der kegelstumpfförmigen Aufnahmebohrung in der Ebene der Stirnfläche, und wobei die axiale Länge der Paßbohrung nur etwa 1G - 15% des t,heG?etischenThe fitting bore is directly adjacent to the front face and its diameter is slightly larger than the theoretical diameter of the frustoconical receiving bore in the plane of the front face, and the axial length of the fitting bore is only about 1G - 15% of the theoretical

Durchmessers beträgt, dadurch gekennzeichnet,diameter, characterized in that

daß am Spindelkopf (1a) eine an den kleinsten Durchmesser der kegelstumpfförmigen Aufnahmebohrung (3) anschließende zweite zylindrische Paßbohrung (UQ) vorgesehen ist, und daß an dem zweiten Werkzeughalter (13,that a second cylindrical fitting bore (UQ) is provided on the spindle head (1a) and adjoins the smallest diameter of the frustoconical receiving bore (3), and that on the second tool holder (13, 13') anschließend an den kleinsten Durchmesser des13') following the smallest diameter of the Kegelstumpfes (16) ein zweiter zylindrischer Paßansatz (i»1) angeordnet 1st, der in die zweite Paßbohrung C»0) paßt.A second cylindrical fitting projection (i»1) is arranged on the truncated cone (16) and fits into the second fitting bore (C»0).

3030

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2. Machine tool spindle according to claim 1, characterized in that at the free, spindle-side end of the tool holder (13, 13') there is provided an annular extension (42) concentric to its axis (A), the diameter of which is a few hundredths of a mm smaller than the diameter of the second fitting projection CtD ₁ and that between the annular extension (42) and the fitting projection (M) there is provided a truncated cone-shaped transition part Ct3), the largest diameter of which is directly at the second

1D fitting projection CtD and corresponds to the diameter of the same.

3. Machine tool spindle according to claim 2, characterized in that the annular bead Ct2) is approximately 0.02 to 0.5 mm smaller in diameter than the second PaB projection (41).

U. Machine tool spindle according to claim 1 _V , characterized in that the diameter (D) of the first PaB bore (Θ) is approximately 1 mm larger than the theoretical diameter (dD.

5. Machine tool spindle according to claim 1, characterized in that the axial length (L) of the first PaB bore (B) is approximately 12% of the theoretical diameter (dD).

6. Tool spindle according to claim 1, characterized in that between the end face (U) and the stepped cylindrical fitting bore (B) a chamfer (19) bridging the difference in diameter between the fitting projection (15) and the truncated cone (16) is provided.

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7. tuerkzeugmaschinensplndel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kegelschaft (16) und dem eraten Paßaneatz (15) eine den DurchmeBserunterschied beider Teile überbrückende Fase vorgesehen ist.7. Door tool spindle according to claim 1, characterized in that a chamfer bridging the difference in diameter between the two parts is provided between the conical shaft (16) and the fixed fitting (15).

&THgr;. lüerkzeugmaschinenBpindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kegelstumpf (16) im Bereich des ersten Paßansatzes (15) mindestens ein Spannstück (ZO) in sinsr radialen Führung (21) vsrschisbbar ist,&THgr;. machine tool spindle according to claim 1, characterized in that in the truncated cone (16) in the area of the first fitting projection (15) at least one clamping piece (ZO) can be pushed in its radial guide (21), das mittels einer an seinem inneren Ende angreifenden, mit dem im Kegelstumpf (16) axial verschiebbaren Anzugsbolzen (26) verbundenen Keilfläche (25a) radial bewegbar ist und an seinem freien äußeren Ende mit einer Druckfläche (20a) versehen ist, die an eine anwhich is radially movable by means of a wedge surface (25a) engaging at its inner end and connected to the tightening bolt (26) which is axially displaceable in the truncated cone (16) and is provided at its free outer end with a pressure surface (20a) which is connected to a der Spindel (1) vorgesehene zugehörige Gegenfläche (32) anpreßbar ist.the corresponding counter surface (32) provided on the spindle (1) can be pressed.